基于PSO/GA的立体视觉测量系统优化布局

探讨一种基于PSO/GA（粒子群优化/遗传算法）混合算法的立体视觉测量系统优化布局方法。以空间点目标的三维重构不确定度最小为目标,构建了立体视觉测量系统优化布局的目标函数。通过实例阐述了使用PSO/GA混合算法求解系统最优布局参数的过程,并且在MATLAB环境下对该方法做了验证。仿真实验结果表明：与传统的粒子群优化算法和遗传算法相比,使用PSO/GA混合算法得到的最佳个体适应度曲线上升速度最快,而且求得的系统最优布局参数使空间点目标的三维重构不确定度最小。     

基于PSO/GA的立体视觉测量系统优化布局

探讨一种基于PSO/GA(粒子群优化/遗传算法)混合算法的立体视觉测量系统优化布局方法。以空间点目标的三维重构不确定度最小为目标,构建了立体视觉测量系统优化布局的目标函数。通过实例阐述了使用PSO/GA混合算法求解系统最优布局参数的过程,并且在MATLAB环境下对该方法做了验证。仿真实验结果表明:与传统的粒子群优化算法和遗传算法相比,使用PSO/GA混合算法得到的最佳个体适应度曲线上升速度最快,而且求得的系统最优布局参数使空间点目标的三维重构不确定度最小。     

基于结构光三维视觉的再制造工件的测量及重建

提出了一种基于结构光三维视觉的再制造工件测量及重建方法。采用安装在机器人末端的结构光三维视觉传感器进行测量,给出了传感器的标定方法。控制机器人运动,使激光扫描整个工件表面,结合机器人末端位姿和传感器参数,可计算出扫描线上每个点的机器人基坐标系坐标,即获得了整个工件表面的三维坐标。对所获取的工件表面的轮廓测量数据,用B样条曲面拟合,给出了截面数据的B样条拟合算法。生成的再制造工件曲面,可以直接输入至离线编程系统,对再制造进行离线规划,并给出了轴类工件的算例。     

海底原位分层观测系统触底与贯入深度检测

提出在结构紧凑的海底原位分层观测系统装置上应用加速度传感器模块JY901测量触底和贯入深度,设计触底、贯入深度计算算法,在MATLAB中进行仿真计算验证算法和误差;在六自由度运动平台上进行加速度传感器测量位移的实验,测量误差在5％左右;设计使用铁棒自由下落贯入砂土模拟海底原位分层观测系统装置贯入沉积物的过程,验证了加速...     

线激光视觉测量机器人手眼标定方法研究

线激光视觉测量传感器与工业机器人组成三维测量系统时,法兰盘坐标系与摄像机坐标系之间变换关系求解较复杂。为解决此问题,提出一种基于固定参考点的手眼标定算法。该算法以标定球为靶标,根据标定球球心在机器人基坐标系中坐标不变原则,结合机器人运动学位置约束关系建立了矩阵变换方程,并在旋转矩阵求解中引入四元数,简化计算过程,实现机器人手眼标定。通过试验量化分析测头光平面与标定球相交位置对测量结果的影响,验证了该算法的有效性和实用性     

滚动直线导轨型面测量的误差分析与试验验证

为实现对导轨型面的快速自动化测量,研究一种基于激光三角位移传感器测距的检测方法,提出离散性测量滚动直线导轨副导轨型面精度的测量方法。该方法通过激光三角位移传感器扫描直线导轨各个截面轮廓,设计相应算法对截面轮廓数据进行处理,并分析补偿测量过程中产生的误差,计算导轨截面轮廓滚道的圆心坐标和半径,以此取得直线导轨滚道半径、滚道中心轴线间的距离及滚道中心轴线相对导轨基准面的平行度。最后设计了标准圆棒的测量试验和直线导轨横截面测量试验,对比分析测量结果,验证直线导轨型面精度检测方案的可行性和稳定性。     

船舶小组立焊接工位特征提取和检测

为实现无人工干预的船舶小组立工件的智能焊接,采用线激光设备采集小组立工件表面点云,并制定针对性的算法对海量三维点云进行特征提取和检测。根据小组立流水线焊接工位现有条件和需求,制定基于二轴位移机构的线激光扫描式测量方案。针对海量线激光点云,从算法复杂度和准确性两方面,设计基于随机采样的底板提取算法,分割底板和加强筋。通过角点提取算法计算底板角点坐标和关键尺寸,对加强筋进行聚类分割和基于线条点云聚类阈值的噪点去除,并通过对比焊接前后的加强筋点云评估焊接质量。通过现场测量实验,验证了测量方案和算法的可靠性,表明机器视觉的方案可以为船舶智能制造提供技术基础。     

一种点位式三维坐标视觉测量系统

利用摄像机测量方向和激光测距仪测距精度较高的优势,提出了一种基于摄像机和激光测距仪的点位式视觉三维坐标测量系统,给出了系统的组成和测量原理,建立了系统模型,推导出了被测点三维坐标的求解公式,并对系统测量的稳定性进行了实验测试。结果表明,本系统的测量精度较高,且系统模型及其求解都比较简单。     

一种基于VB的超声波线切割机导轨误差的测量与补偿系统设计

以机床导轨误差理论为基础,基于VB设计了一种机床导轨误差测量与补偿系统。该系统采用光栅传感器来确定导轨的水平位置,通过电涡流位移传感器把被测量(机床导轨误差)转化成电信号,用USB2828数据采集卡的AD功能把传感器输出的电信号转化成数字信号,按传感器及驱动电源的灵敏度计算出补偿误差所需的电压值,再用采集卡的DA功能输出电信号给驱动电源。驱动电源的输出电压控制微位移器的位移(即刀尖的位移)变化,实现了导轨误差的补偿。实验结果表明测试系统的设计较合理,基本达到了补偿的要求。     

一种基于数控系统的复杂曲面测量系统

实现了一种基于数控系统的复杂曲面测量系统。该系统硬件连接简单可靠,通过分接数控系统电机编码器信号,采用计数卡计数,获取数控机床五轴坐标值。软件部分采用多媒体定时器采集PCI1784、IK220和位移传感器(IFD2401)的数据,然后将获取的五轴坐标值和位移采集数据进行矢量求和,从而得到三维点云。大量实验证明:该测量系统稳定可靠,测量精度高,实用性强。     

基于LabVIEW的电涡流位移传感器测量系统设计与研究

介绍一种基于虚拟仪器技术开发的电涡流位移传感器标定系统以及利用相对测量原理设计的测量系统的设计思想及实现过程.实验表明:采用经过标定的电涡流位移传感器和虚拟仪器技术,可使测量系统精度大大提高.同时使测量系统的开发周期缩短、且开发成本低、易维护.     

一种改进粒子群算法及其在多目标冗余机器臂轨迹规划中的应用（英文）

针对5臂混凝土泵车臂架系统的冗余和原始粒子群算法存在的不足,提出了一种可以求解冗余臂架系统逆动力学问题的粒子群改进算法。改进的粒子群算法,对冗余臂架系统在有障碍和无障碍空间两种工况下的工作轨迹进行了规划,并分别考虑了多个不同重要程度的子目标。通过数值仿真和实验研究,验证了改进的粒子群算法的有效性。最后,通过与传统粒子群算法比较,进一步验证了所提出的改进粒子群算法的优越性。     

基于粒子群的粗糙集属性约简与数控机床故障诊断研究

数控机床故障诊断的核心任务是根据故障征兆,经过推理计算,自动识别故障发生原因,文章把粒子群算法和粗糙集运用于机械设备的故障诊断中,提出了基于粒子群的粗糙集约简的故障诊断知识获取、规则优化和故障识别。首先介绍了粗糙集属性约简,并把粒子群算法应用于粗糙集属性约简算法中,最后从对相关数据集的约简实验结果角度证明了算法的正确性和优越性。     

一种改进粒子群算法及其在多目标冗余机器臂轨迹规划中的应用

针对5臂混凝土泵车臂架系统的冗余和原始粒子群算法存在的不足,提出了一种可以求解冗余臂架系统逆动力学问题的粒子群改进算法.改进的粒子群算法,对冗余臂架系统在有障碍和无障碍空间两种工况下的工作轨迹进行了规划,并分别考虑了多个不同重要程度的子目标.通过数值仿真和实验研究,验证了改进的粒子群算法的有效性.最后,通过与传统粒子群算法比较,进一步验证了所提出的改进粒子群算法的优越性.     

改进型粒子群算法在数控加工切削参数优化中的应用

文章介绍了粒子群算法及其改进型的原理、模型和算法实现过程,并采用改进型粒子群算法对数控加工切削参数优化数学模型进行了优化计算,计算结果符合实际情况,表明改进型粒子群算法应用于机械加工优化计算切实可行,为复杂的机械制造及加工系统优化设计问题提供了新的思路和方法.     

铝合金TIG焊接熔池状态多传感器数据协同感知算法

针对铝合金钨极惰性气体保护电弧焊(tungsten inert gas arc welding,TIG焊)过程中,焊接工艺参数的实时状态与焊缝熔池三维尺寸间的非线性对应关系,研究建立一种基于信息物理融合的多传感器TIG焊过程熔池状态协同感知计算方法. 首先,构建由红外温度传感器、电弧形态传感器、电弧能量传感器和焊接位置传感器组成的TIG焊过程熔池状态信息物理融合系统架构. 其次,考虑焊接过程中焊枪电弧的运动特性和测量噪声影响,设计基于温度、位置、能量传感器信息交互的熔池长宽深三维参数状态感知策略,并基于多传感器数据的异步和异构特性,提出了基于无迹卡尔曼滤波的焊接过程中熔池状态的多传感器数据协同感知算法. 针对7075超硬铝合金TIG焊过程进行熔池参数在线测量与辨识试验,结果表明,所提算法能够根据TIG焊过程多传感器数据实时计算熔池参数结果,焊缝宽度和焊缝高度计算结果误差基本上控制在10%以内,该算法响应时间基本控制在0.3 s内,能够较为准确地评估焊接过程中熔池的实时状态.     

基于改进GWO-GRNN的管道焊缝三维重构测量

为提高双目相机不同位姿下焊缝的三维重构测量精度,提出一种基于立体视觉图像误差补偿的管道焊缝三维重构测量方法。采用改进灰狼算法(IGWO)优化广义回归神经网络(GRNN)补偿焊缝三维重构图像点的坐标误差。采用混沌映射、非线性收敛因子和最优记忆保存思想对GWO算法进行改进,通过8个标准测试函数进行仿真验证;利用优化后的GRNN模型对图像点坐标误差进行预测和补偿,计算三维坐标重构出焊缝点云,三维测量焊缝的焊宽、余高和长度。试验结果表明：该模型在双目相机不同的位姿状态下都能较准确地实现焊缝的三维重构,焊缝的三维测量相对误差在0.9%以内。     

一种改进的液压伺服预测控制系统

针对常规液压伺服系统的非线性、时滞等问题，提出一种基于多目标粒子群和类圆映射的液压伺服非线性预测控制系统(QCMPSO-NPC)。利用类圆映射技术将高维目标空间映射到二维坐标平面，监控粒子种群的进化状态。为平衡档案集的收敛性和多样性，采用面积支配和扇块距离管理档案集，并且根据种群进化状态自适应选择全局最优粒子。将改进算法应用到液压伺服系统中，系统可以准确追踪设定值。仿真实验结果表明：采用QCMPSO-NPC算法保证了解集的收敛性和多样性，输出响应最快，误差最小，位置跟踪性能优于PSO-NPC算法和GPC算法，验证了基于QCMPSO-NPC算法液压伺服控制系统的有效性和可行性。     

基于二维位移传感器的砂轮表面形貌测量

砂轮表面的三维形貌对保证其磨削质量有重要意义。采用高精度二维位移传感器在线测量砂轮的表面形貌,再通过建立的砂轮三维形貌基准平面和数字滤波方法,用测量数据计算得到砂轮表面的三维形貌评价参数。结果表明:该评价参数与Zeta自动三维测量系统的测量结果基本相同,验证了该评价方法的有效性和实用性,可为砂轮修整及其磨削加工提供参考指标。      

挡风玻璃三维形貌测量系统的设计

以双目立体视觉理论为基础,设计了一种汽车挡风玻璃三维形貌测量系统。标定好双目系统后,投影黑色背景下有序排列的两列白色方格。使用斑点提取算法提取方格中心点相面坐标,经过排序和匹配,将点对代入双目模型,求出方格中心点在相机坐标系下的三维坐标。提取视场内标记点的中心在相机坐标系下的坐标,建立玻璃坐标系,求取玻璃坐标系和相机坐标系间的转换关系,然后将投影方格获得的相机坐标系下坐标转化为玻璃坐标系下坐标。通过多次投影、移动测量系统和坐标转换,逐渐实现挡风玻璃表面的扫描测量。实验结果表明,双目标定重投影误差为1.36μm;挡风玻璃整体测量误差在±1mm之内。